|
|
Производство полимерных труб. Технологический процесс и технологическая схема производства полимерных труб
Технологический процесс и технологическая схема производства полимерных труб
Изготовление полиэтиленовых туб осуществляется путем выдавливания рукавной заготовки через кольцевую щелевую головку с последующей вакуумной калибровкой в экструзионных агрегатах фирмы АН ХАРНГ КО ЛТД, порезкой трубчатой заготовки на отрезки заданной длинны (корпус туб), формирование головки туб с приформовкой их к корпусу методом литья под давлением на вертикальных литьевых машинах модели СС-32SBD и CC-36SBD, обработкой корпуса тубы коронным разрядом, нанесением на него многоцветной печати офсетным способом, структурированием (отверждением) типографских красок путем фотохимической полимеризации, лакированием печатного изображения, сушкой лака в сушильной камере, с последующим сверлением отверстия в головке тубы на сверлильном станке, навинчиванием бушонов и, если это предусмотрено дизайном тубы, декорированием путем горячего тиснения.
Технологическая схема производства полиэтиленовых туб состоит из следующих стадий
1. Подготовка и загрузка сырья.
2. Приготовление композиций.
3.Экструзия полиэтилена с формированием рукавной заготовки.
4.Вакуумная калибровка рукава, вытяжка его, охлаждение, разрезка трубчатой заготовки на корпуса.
5. Формирование головки туб с приформовкой их к корпусу методом литья под давлением.
6. Обработка корпусов туб коронным разрядом, нанесение многоцветной печати, структурирование (отверждение) печатных красок фотохимической полимеризацией.
7. Лакирование печатного изображения и сушка лака
8. Сверление отверстия в головках туб.
9. Навинчивание бушонов на головку тубы.
10. Декорирование туб путем горячего тиснения.
11. Упаковка готовой продукции, транспортировка ее на склад и хранение.
12. Переработка отходов производства.
Рассмотрим детально все этапы.
Сырье на завод поступает на машинах в мешках. С машин сырье перегружается на электрокары или подъемник и доставляется на склад хранения сырья.
Растаривается сырье в мешках вручную. При организации узла растарки допускается доставка сырья на завод в полимеровозах.
Склад сырья и узел растарки располагаются отдельно и предназначены для временного хранения сырья.
Перед использованием сырья в производстве оно должно быть выдержано в цехе не менее 24часов.
1. Подготовка и загрузка сырья
Растаривается сырье в мешках вручную.
В зависимости от вида выпускаемой тубы композиция для экструзии и литья под давлением может состоять из одной марки полиэтилена, либо из смеси различных марок полиэтилена с введением в композицию пигментов, суперконцентратов красителей, модифицирующих и скользящих добавок, дополнительных стабилизаторов или вторичного сырья. Перед приготовлением композиций растаренное сырье должно быть доставлено на участок приготовления композиций.
2. Приготовление композиций
Смешение компонентов композиции осуществляется в смесителе типа «пьяная бочка».
Загрузка компонентов композиции осуществляется путем весового или объемного дозирования на основании технологической карты, в которой указан состав приготавливаемой композиции.
Композиция требуемого состава должна быть приготовлена в количестве, необходимом для выполнения заказа на данный вид тубы. Приготовление композиции должно осуществляться централизованно, при строгом соблюдении рецептур загрузки.
Контроль осуществляет сменный мастер.
Время смешения компонентов в смесителе 15-20 мин при комнатной температуре.
Приготовленные композиции из смесителя «пьяная бочка» выгружаются в шлюзовые хранилища вручную или с помощью пневмотранспорта.
Составы композиций для приготовления различных видов туб приведены в таблице 1.
Таблица 1№ тубы Характерис-тика тубы Диаметр Содержание ингредиентов, масс. %
ПЭВД ПЭНД Концентрат пигмента Полимерный модификатор Скользящая добавка
1М мягкая 25 100 - 0-3 - 0-3
2М -/- 30 100 - 0-3 - 0-3
3М -/- 35 100 - 0-3 - 0-3
4М -/- 40 100 - 0-3 - 0-3
5М -/- 50 100 - 0-3 - 0-3
1С средняя 25 70 30 0-3 15 0-3
2С -/- 30 70 30 0-3 15 0-3
3С -/- 35 70 30 0-3 15 0-3
4С -/- 40 70 30 0-3 15 0-3
5С -/- 50 70 30 0-3 15 0-3
1Ж жесткая 25 40 60 0-3 25 0-3
2Ж -/- 30 40 60 0-3 25 0-3
0-33Ж -/- 35 40 60 0-3 25 0-3
4Ж -/- 40 40 60 0-3 25 0-3
5Ж -/- 50 40 60 0-3 25 0-3
Приготовленные композиции выгружаются из смесителя вручную или пневмотранспортом в шлюзовые накопители, из которых с помощью пневмотранспорта или вручную подаются в загрузочные бункеры экструдеров или литьевых машин.
3. Экструзия полиэтилена с формированием трубной заготовки
Перед пуском агрегата проверяется состояние узлов механизмов и их исправность, наличие смазки, величина зазора кольцевой щели головки, наличие и надежность крепления заземляющих устройств.
Включается обогрев зон цилиндра и формующей головки экструдера, которые, в зависимости от показателя текучести расплава сырья и состава композиции нагреваются до температур, указанных в таблице 9 или технологической карты.
Открывается вентиль водопроводной сети для охлаждения зон цилиндра и шнека, а также калибрующей системы и охлаждающих ванн.
По достижении данных температур машина выдерживается на данном тепловом режиме не менее 2-х часов для экструдера ЕДС –01 и не менее 3-х часов для экструдера ДС-02.
На период пуска экструдера после длительной аварийной остановки температурный режим завышают на 15-25°С во избежание чрезмерных нагрузок на привод шнека и головку. Конкретный, для данного вида сырья, температурный режим, скорость вращения шнека, указаны в табл. 9.
В случае поступления нового сырья, импортного сырья, сырья из новых производств и др. технолог цеха производит корректировку технологических режимов, указанных в табл. 9. Критерием при этом является получение корпусов туб, отвечающих требованиям ТУ У 25463020-02-99
В период подготовки машины к запуску производится установка кольцевого зазора по щупу.
Обогрев корпуса производится электрическими нагревателями, сгруппированными в 4 тепловые зоны, формующая головка имеет 3 электронагревателя. Установка режимов осуществляется согласно таблицы 2.
Температура по тепловым зонам экструдера регулируется автоматически в пределах 0-185°С (в зависимости от сырья). Примыкающий к загрузочному отверстию участок корпуса имеет систему водяного охлаждения до t=20° С, предотвращающего перегрев материала и его «запекание» в зоне загрузки.
Таблица 2№ ту-бы Температура по зонам цилиндра, 0С Темпера-тура головки, 0С Показания тахометра Вакуум Температура, 0С
Шнека конвеера 1 2 Ванна Втулка
1 2 3 4 5 6 7
1М 120 130 135 147 130 140 135 265 568 15 14 20 8-10
2М 120 130 140 143 145 145 145 501 359 14 14 20 8-10
3М 120 120 135 147 162 170 170 398 635 16 14 20 8-10
4М 120 120 135 147 162 170 170 398 635 16 14 20 8-10
5М 120 130 140 147 151 159 158 660 568 7 14 20 8-10
1С 120 120 135 147 162 170 170 398 635 16 14 20 10
2С 120 120 135 147 152 150 145 398 640 16 14 20 10
3С 120 120 135 147 152 150 145 398 640 16 14 20 10
4С 120 120 135 147 152 150 145 398 640 16 14 20 10
5С 120 130 140 147 152 159 158 786 694 6 11 20 10
1Ж 120 130 140 147 152 159 158 786 694 6 11 20 10
2Ж 120 130 140 147 152 159 158 786 694 6 11 20 10
3Ж 120 130 140 147 152 159 158 786 694 6 11 20 10
4Ж 120 130 140 147 152 159 158 786 694 6 11 20 10
5Ж 120 130 140 147 152 159 158 786 694 6 11 20 10
Для улучшения качества туб, сокращения потерь от обрыва рукава, задержки инородных веществ в материалах на экструзионных линиях установлены фильтрующие сетки.
Количество фильтрующих сеток и частота их чистки зависит от качества перерабатываемого сырья и состава композиции тубы и толщины ее стенки (Ориентировочно – для туб диаметром до 40 мм – 2 сетки, 50 мм – 3 сетки. При добавлении вторичного сырья количество сеток увеличивают на одну)
Средняя частота чистки сеток –один раз в 3 дня или при переходе на другой цвет.
Пуск экструдера производят на малых оборотах шнека, которые в дальнейшем повышаются. Скорость набора частоты вращения на более 5 оборотов шнека за 5 мин (не более 200 по показаниям тахометра).
Шибер на подачу материала из загрузочного бункера в первый момент должен быть обязательно закрытым.
После пуска шнека открывание шибера производится постепенно.
Скорость вращения шнека в зависимости от показателя текучести расплава подбирается практически в пределах паспортных данных оборудования и исходя из внешнего вида корпуса туб (отсутствие царапин, щелей, разрывов).
Поступивший в цилиндр материал захватывается шнеком и по мере продвижения по цилиндру под действием механической энергии червяка и тепловой энергии электронагревателей, расположеных на корпусе, нагревается, расплавляется, гомогенизируется, продавливается через набор фидьтрующих сеток, расположенных между цилиндром и головкой и в виде однородной вязкой массы выдавливается из профидирующей кольцевой головки в форме трубной заготовки (рукава).
4.Вакуумная калибровка трубной заготовки, вытяжка его, охлаждение и разрезка трубчатой заготовки на корпуса
Выходящая из кольцевой щели экструзионной головки трубчатая заготовка собирается, сжимается и направляется в калибрующее устройство, охлаждающую ванну, тянущее устройство, а затем в режущее устройство. Ванну заполняют водой, включают вакуум. Затвердевшую часть заготовки отрезают.
Труба охлаждается в условиях скользящего контакта с формующими поверхностями.
В вакуумной камере, на входе расположена латунная калибрующая насадка, оснащенная оборотной системой охлаждения воды. Холодильная установка поддерживает температуру воды в пределах 10+2 ° С. При изготовлении прозрачных туб (без использования пигмента) температура охлаждения должна быть минимальной <8° С, также необходимо вводить в композицию нуклеатирующие добавки или использовать прозрачные марки полиэтиленов. Благодаря пониженному давлению в камере труба распирается внутренним давлением и прижимается к калибрующей втулке, вакуум формирует трубу, а втулка калибрует наружный диаметр трубы. Вакуум в камере не более 100-300 мм ртутного столба.
Калиброванная труба из вакуумной камеры через латунную диафрагму проходит в охлаждающую ванну, в которой поддерживается разрежение и труба окончательно охлаждается водой. На выходе из охлаждающей ванны установлено эластичное уплотнение.
Охлаждающая ванна снабжена системой дозированной подачи и отвода воды, соединенной с оборотной системой охлаждения до 20° С (градирней). Внутри ванны установлены поддерживающие ролики, позволяющие удерживать трубу под водой.
Всё калибрующее устройство смонтировано на каретке, которая может перемещаться на роликах вдоль линии транспортировки трубы. Скорость протяжки трубы через калибрующее устройство регулируется дистанционно и согласуется со скоростью вращения шнека.
Протяжка труб осуществляется при помощи гусеничного тянущего устройства с механическим регулируемым зажимом трубы.
После тянущего устройства труба по направляющему кольцу подается в отрезное устройство. Направляющее кольцо снабжено оборотной системой охлаждения воды, поддерживающей температуру в пределах 10+2 °С, что обеспечивает окончательное охлаждение трубы. Отрезное устройство имеет автоматическую систему регулирования длины отрезаемых труб. Отрезное устройство производит возвратно-поступательное движение вместе с подаваемой трубой вдоль линии продвижения трубы. Скорость продвижения отрезного устройства взаимно согласовывается со скоростью протяжки трубы в гусеничном тянущем устройстве. Этим достигается равномерность (параллельность) поверхности отрезанной трубы.
Отрезанные по заданной длине трубы по наклонному лотку подаются в технологическую тару и перемещаются оператором на операцию формования головки тубы.
Вытяжка заготовки обеспечивается за счет разницы скоростей вытяжки, .создаваемой тянущими траками, и скорости выхода заготовки из формующей головки.
Регулированием скорости вращения тянущих (приемных) валков и дополнительной подкалибровкой с помощью калибровочных болтов на головке устанавливается необходимая толщина корпуса тубы.
Скорость вытяжки, установленная в технологической карте, в каждом конкретном случае подбирается наладчиком, в зависимости от заданной толщины корпуса тубы и скорости вращения шнека.
Диаметр корпуса тубу регулируют степенью вакуумирования.
5. Формирование головки туб с приформовкой их к корпусу методом литья под давлением
Формирование головки с приформовкой их к корпусу туб осуществляется на литьевых машинах SIN-25-NC
Литье под давлением наиболее производительный и прогрессивный способ переработки пластмасс, который дает возможность формования разностенных деталей и деталей очень сложной конфигурации, возможно с полной автоматизации процесса.
Процесс литья заключается в том, что материал под действием высокой температуры плавится, пластицируется и под высоким давлением, создаваемом в материальном цилиндре, впрыскивается в полость охлажденной формы, т.е. при литье в материале не происходят химические процессы структурирования и поэтому материал и его отходы могут перерабатыватъся неоднократно.
Технологическая схема литья включает:
- приготовление композиции;
литье под давлением с приформовкой головки к корпусу;
- сбор технологических отходов;
- переработка технологических отходов.
Приготовление композиции для литья под давлением осуществляется на стадии приготовления композиций и осуществляется по такой же технологической цепочке, как и при экструзии (см. раздел 2 данного регламента).
Для изготовления головки тубы применяется полиэтилен низкого давления (высокой плотности HDPE) как в чистом виде, так и в виде композиций с добавками, которые готовятся на стадии приготовления композиций
Изготовление головки и ее приформовка к корпусу тубы производится на 4-х колонном вертикальном гидравлическом прессе автомате с предварительной шнековой пластикацией.
Литьевая машина состоит из пяти основных узлов: - станины; узла впрыска; механизма смыкания; гидропривода; электропривода:
Загрузка сырья в загрузочный бункер машины производится из шлюзового накопителя, из которого гранулы полиэтилена или композиции подаются пневмозагрузчиком циклического действия.
Из загрузочного бункера машины материал подается в материальный цилиндр вертикальной литьевой машины.
Примыкающий к загрузочному отверстию участок корпуса имеет систему водяного охлаждения, предотвращающего перегрев материала и его налипание в зоне загрузки.
Материальный цилиндр литьевой машины представляет собой цилиндрический корпус с вращающимся внутри шнеком. Режимы литья под давлением устанавливаются согласно таблице 3;. предварительный прогрев литьевой машины – не менее 30- 40 мин.
Таблица 3
№
тубы Температурные режимы литниковой системы, 0С Температура по зонам цилиндра,0С Инжекция Время выдержки
1 2 3
1М 372-370-382-38І-250 Зб5-Зб0-Зб5-3б0-250 260 250 215 18-28 0/І90-90
2М 372-370-382-38І-250 Зб5-Зб0-Зб5-3б0-250 260 230 215 18-28 0/І90-90
3М 372-370-382-38І-250 Зб5-Зб0-Зб5-3б0-250 260 230 215 18-28 0/І90-90
4М 372-370-382-38І-250 Зб5-Зб0-Зб5-3б0-250 260 230 215 18-28 0/І90-90
5М 372-370-382-38І-250 Зб5-Зб0-Зб5-3б0-250 240 240 210 18-28 0/120
1С 372-370-382-38І-250 Зб5-Зб0-Зб5-3б0-250 260 230 215 18-28 0/І40-90
2С 372-370-382-38І-250 Зб5-Зб0-Зб5-3б0-250 260 230 215 18-28 0/190-90
3С 372-370-382-38І-250 Зб5-Зб0-Зб5-3б0-250 260 230 215 18-28 0/І90-90
4С 372-370-382-38І-250 Зб5-Зб0-Зб5-3б0-250 260 230 215 18-28 0/І90-90
5С 372-370-382-38І-250 Зб5-Зб0-Зб5-3б0-250 240 240 210 18-28 0/120
1Ж 372-370-382-38І-250 Зб5-Зб0-Зб5-3б0-250 260 250 215 18-28 0/190-90
2Ж 372-370-382-38І-250 Зб5-Зб0-Зб5-3б0-250 260 250 215 18-28 0/190-90
ЗЖ 372-370-382-38І-250 Зб5-Зб0-Зб5-3б0-250 260 250 215 18-28 0/190-90.
4Ж 372-370-382-38І-250 Зб5-Зб0-Зб5-3б0-250 260 250 215 18-28 0/І90-90
5Ж 372-370-382-38І-250 Зб5-Зб0-Зб5-3б0-250 240 240 210 18-28 0/120
Обогрев корпуса материального цилиндра производится электрическими нагревателями, сгруппированными в 3 тепловые зоны. Температура зон регулируется автоматически в пределах 0-250° С (в зависимости от марки и состава сырья).
Продвигаясь по каналу материального цилиндра полимерные гранулы уплотняются, расплавляются и равномерно подаются по литниковым каналам, откуда расплав шнеком выдавливаются в оформляющую полость литьевой формы, конфигурация рабочих полостей которой соответствует конфигурации изделия (туб).
Операция литья и приформовки к корпусу осуществляется в 8-гнездной литьевой форме. Загрузку (насадку) трубных заготовок (корпусов) на пуансоны производит оператор литьевой машины.
Подвижная плита рабочего стола при помощи гидропривода подает пуансоны с надетыми трубными заготовками в открытую литьевую форму.
Под действием гидравлического пресса, создающего необходимое для формирования сжимающее усилие, дитьевая форма смыкается. Головка формуется с одновременной приформовкой к трубчатой заготовке (корпус тубы). Литьевая форма оснащена водяной оборотной системой охлаждения, поддерживающей температуру охлаждающей воды на входе и выходе из литьевой формы в пределах 10+2° С. Для поддержания заданной температуры охлаждающей воды, литьевая машина снабжена холодильной установкой.
После охлаждения литьевая форма размыкается, пуансоны с готовыми изделиями выталкиваются из матрицы и при помощи гидропривода перемещаются подвижной плитой из зоны формования к зоне выгрузки, где готовые тубы пневматически поднимаются на оправке.
Операция загрузки корпусов и выгрузки туб осуществляется по обе стороны рабочего стола литьевой машины с поочередным перемещением пуансонов.
Оператор снимает готовые тубы с оправки и укладывает в технологическую тару (картонные ящики). Затем тубы в таре перемещаются на следующую технологическую операцию.
При снятии и укладке готовых туб оператором производится их контроль, где некачественные тубы выбраковываются и отправляются на вторичную переработку.
При переходе на другой тип туб, пуансоны – оправки меняются наладчиком литьевой машины на соответствующие данному типу туб. |
|
|
Скачать 60.37 Kb.